煤礦智能化行業的機遇挑戰及主要壁壘構成（附報告目錄）
1、工業物聯網技術概況及在煤炭行業的應用趨勢
（1）工業物聯網技術概況
工業物聯網作為物聯網技術在工業領域的應用，是“工業 4.0”變革的核心技術之一，具體是將具有感知、監控能力的各類采集、控制傳感器或控制器，以及移動通信、智能分析等技術不斷融入到工業生產過程各個環節，從而大幅提高制造效率，改善產品質量，降低產品成本和資源消耗，最終實現傳統工業的智能化轉型。作為實現《中國制造 2025》制造強國戰略目標的關鍵基礎，工業物聯網能夠有力推動我國經濟發展方式由生產驅動向創新驅動的轉變，促進我國產業結構持續優化調整，而隨著物聯網技術與工業研發、制造、管理、服務等業務全流程的加速融合，市場空間呈現加速增長趨勢。
相關報告：北京普華有策信息咨詢有限公司《2022-2027年煤礦智能化行業前景分析及投資戰略分析報告》
資料來源：普華有策調研整理
（2）工業物聯網技術在煤炭行業中的應用現狀
煤炭行業作為我國經濟的傳統支柱型工業，目前亦經歷著工業物聯網技術的智能化改造，并已取得了相當成果。工業物聯網技術在煤炭行業的廣泛應用為煤礦生產安全、效率等問題的解決提供了技術層面支持，通過工業物聯網技術對煤礦實現感知、監控乃至自動化控制能夠實現安全提升、減員增效、節能降耗的目標，促進我國煤炭行業的高質量發展，為我國經濟穩定持續發展奠定堅實的能源基礎。
目前，工業物聯網技術在煤炭行業中的運用主要有以下三個方面：A、礦井通信系統。通過在礦井下設置基站，可以實現對控制器發出信息的有效采集，及時將采集的信息通過通信網絡進行傳遞，實現了井下的通信無障礙，有力避免井下作業的通信隱患，大幅提高了煤礦生產安全系數。B、礦井監控系統。通過在礦井重點區域及給井下人員、關鍵設備設置信息采集器，基于工業物聯網技術能夠及時準確的接收傳感設備傳遞的各類信息，進而實現對井下環境、人員活動、設備狀態的全方位可視化實時監測，有效提升了煤礦生產工作的信息展示維度。C、礦下自動化控制系統。通過結合工控技術，能夠基于各類井下設備的具體工作情況，實現遠程控制乃至自適應控制，從而達到安全提升、減員增效、節能降耗的目的。
另外，基于煤礦工作環境的特殊性及復雜性，工業物聯網技術在其中的落地運用存在著一定的門檻，如井下工作空間狹小需要設備整合度高、井下機電設備密度高需要設備抗干擾能力強、工作環境復雜需要設備能夠滿足防爆要求等。
（3）工業物聯網技術在煤炭行業中應用的發展趨勢
工業物聯網技術在煤炭行業中應用的發展趨勢符合工業物聯網的一般發展趨勢，主要體現為終端設備智能化、軟件開發統一化、應用功能平臺化等。
A、終端設備智能化，實現更多功能融合
終端設備智能化是工業物聯網未來的發展趨勢之一，主要體現在兩個方面：
一方面是融合人工智能、云計算等新興技術，創新底層傳感器設備向著微型化和智能化的方向發展，為工業物聯網終端智能化的發展奠定基礎；另一方面是工業控制系統的開放性逐漸擴大，使得工業控制系統與各種業務系統的協作成為可能。就煤炭行業而言，未來智能傳感器可將傳統的粉塵、瓦斯檢測、溫度和濕度等傳感器的功能融合在一起，并對數據進行統一計算、儲存和處理分析，并融合實現定位、短信、拍照、語音、視頻、報警等新功能。
B、軟件開發統一化，不同設備可靠兼容
收集分析數據的工業軟件對于部署工業物聯網來說至關重要，而由于目前煤炭行業中工業物聯網技術的應用尚處成長階段，信息采集傳輸安全標準存在統一性不高的問題，這導致了設備之間的兼容性較差，未來的工業軟件開發將進一步統一化，支持多種通訊協議，從而能夠跟各種設備無縫接軌。由于煤礦設備采購可能涉及多個廠家的產品，高兼容性軟件將使煤礦企業能夠自由迅速整合新舊煤礦設備，并減少運行故障的發生，從而可以提高生產效率及安全性，減少企業運營成本。
C、應用功能平臺化，高效融合多樣性服務
工業物聯網未來將實現工業資源的全面互聯互通，在此基礎之上，將實時采集的工業資源狀態數據上傳至平臺，對數據進行深入分析，能夠產生全新的數據價值，基于平臺的開放能力，根據下游客戶實際需求可以提供設備遠程管理、預防性維護和故障診斷等服務。就煤炭行業而言，未來煤礦工業物聯網平臺將能夠融合多樣性服務以便靈活使用，這將大幅提高煤炭行業無人化、智能化水平。
2、行業競爭格局
智能礦山領域的行業起步較晚，但隨著國家政策的不斷推動以及物聯網等新一代信息技術的有效支撐，我國煤礦智能化、智能化建設持續加速推進，目前國內智能礦山信息系統的市場競爭已較為充分，業內主要企業包括震有科技、精準信息、梅安森、天地科技、光力科技等上市公司以及山西科達自控股份有限公司、南京北路智控科技股份有限公司、北京富力通能源工程技術有限責任公司等非上市公司。
（1）梅安森
目前擁有礦山業務、環保業務、城市管理業務三大板塊，其中礦山業務為公司主營業務，主要產品為煤礦安全監控系統、人員與車輛定位系統、瓦斯抽采自動控制系統、瓦斯突出預警系統、粉塵監控系統等。
（2）精準信息
目前擁有軍工、煤礦安全及信息通信三大業務板塊，其中在煤礦安全業務方面，公司主要經營煤礦頂板安全業務，為煤礦安全提供監控監測相關產品和技術服務等，主要產品為煤礦頂板監測系統等。
（3）震有科技
主營業務是為電信運營商、政府、電力、煤礦等多個行業的部門及企業提供通信系統設備的研發、設計和銷售，主要產品為通信網絡設備及技術解決方案。
（4）龍軟科技
主營業務是以自主研發的專業地理信息系統平臺為基礎，利用物聯網、大數據、云計算等技術，為煤炭工業的安全生產、智能開采提供工業應用軟件及全業務流程信息化整體解決方案；為政府應急和安全監管部門、科研院所、工業園區提供現代信息技術與安全生產深度融合的智能應急、智慧安監整體解決方案。
（5）光力科技
目前擁有安全生產監控裝備和半導體封測裝備兩大業務板塊，其中在安全生產監控裝備業務方面，產品主要包括礦山安全生產監控類、電力安全生產監控類和專用配套設備三大類，礦山安全生產監控類產品主要為煤礦瓦斯抽采監控等煤礦安全監控產品等。
（6）天地科技
公司主要業務分為煤機智能制造、安全技術裝備、清潔能源、設計建設、示范工程、新興產業等六大板塊,覆蓋煤炭行業全專業領域。產品技術以創新為發展基礎,引領行業綠色礦山、智慧礦山和透明礦井建設,深度融合5G、人工智能、工業互聯網、大數據、云計算等技術,成為智能設計、智能開采、智能掘進、智能運輸、智能安全、智能洗選等全產業鏈的裝備、技術和服務的智慧礦山一體化解決方案提供商。
3、機遇
（1）煤炭行業供給側改革初具成效，煤礦大型化、智能化發展持續加速
智能礦山系統的具體客戶有煤礦生產企業以及煤礦裝備制造商，因此智能礦山行業與煤炭行業的發展息息相關。近年來，我國煤炭供給側結構性改革成果顯著，落后產能逐步淘汰，產業結構持續優化，煤礦平均單產已由 2015 年的 34 萬噸/年提升至 2020 年的 83 萬噸/年，年復合增長率達 19.54%。
行業整合、集聚的持續推進，為我國煤礦大型化發展奠定了堅實基礎，經營效益相應產生集中化趨勢，這使得大型煤礦對于智能化建設擁有了更強的投資能力。另外，大型煤礦往往風險容忍度更低，因而對生產安全有著更高的重視程度，進而擁有更高的投資意愿。以上兩方面因素對我國煤礦智能化建設產生了良性的疊加驅動，助力我國煤礦智能化建設不斷提速。
（2）政策保障疊加技術賦能，持續助力智能礦山行業蓬勃發展
作為我國目前及未來較長時期內能源安全的基石，煤炭行業的智能化建設直接關系我國國民經濟和社會生產智能化的進程。近年來，《煤炭工業發展“十三五”規劃》《煤礦安全生產“十三五”規劃》《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》等一系列政策相繼發布，成為指導我國煤礦智能化建設、煤炭工業高質量發展的方向性文件，這為智能礦山行業提供了充分的人員、財政、技術支持，上述政策的實施將進一步提升國家對煤礦智能化建設領域的資源投入以及政策支持，拉動領域內對相關產品及服務需求的不斷增長。
在社會資源以及關注度的持續傾斜下，國內開展的煤礦智能化科技創新工作取得了不俗的成績，為我國煤礦智能化建設提供了強有力的技術支撐。以中國礦業大學、國家能源集團等為代表的高校、企業和科研院所，在煤礦裝備的智能化控制、自動化識別、無人化操作及物聯網、大數據、云計算的集成應用等方面取得了不俗的成績，為推動建立集約、安全、高效、綠色的現代煤炭工業體系做出了卓越的貢獻。未來隨著工業物聯網、人工智能、大數據等新一代信息技術的不斷發展，以及相關技術與煤礦生產融合程度的不斷深化，將進一步提升我國煤礦智能化的建設速度。
（3）下游應用領域加速發展，市場前景廣闊可期
得益于政策基礎以及技術創新的雙重保障，我國煤礦智能化建設目前正加速進行，并已取得階段性成果。根據國家礦山安監局公布數據，截至 2020 年底，全國煤礦已建成 494 個智能化程度不同的采煤工作面，可以實現少人化開采，而在 2015 年底，我國僅有 3 處智能化采煤工作面。雖然對于全國目前約 4,700 處煤礦存量以及智慧煤礦智能開采、無人開采的要求而言尚處于起步階段，但我國煤礦智能化建設已經取得一定成果，且呈現出加速發展的趨勢。
（4）人口紅利逐漸消失，機器換人需求日益提升
隨著我國老齡化進程加快，人口紅利逐漸消失，提升企業生產效率、降低生產成本成為了企業由“制造”向“智造”轉型的關鍵；另外“智造”升級在提升企業效率的同時，同樣能夠提升生產安全性與穩定性。以上對于煤礦生產企業來說亦是如此，在勞動力成本持續上升及安全生產要求不斷提升的背景下，機器換人的自動化、智能化改造成為了行業發展的必然趨勢。更重要的是，煤礦生產具有生產環節多、生產環境惡劣等特點，因此對生產少人化、無人化有著更為強烈的訴求，這為智能礦山行業的發展提供了不斷成長的現實需求。
4、挑戰
（1）煤礦智能化建設尚處初級階段，行業標準問題亟待解決
由于我國目前尚處煤礦智能化建設的初級階段，仍未形成較為完善的統一行業標準，這使得各廠商所生產的產品標準化程度較低，無法與其他廠商的軟件、設備、系統實現高效兼容，這對我國煤礦智能化的持續高速推進造成了一定影響，因此對設備的接口標準、通訊協議、管理協議進行標準化將是現階段我國智能礦山深入推進的一大挑戰。
（2）行業涉及多領域技術綜合運用，專業化復合型人才供不應求
智能礦山行業的研發、生產所需技術含量較高，同時涉及工業控制、網絡通信等多領域技術的綜合應用，并且因煤礦工作環境復雜多樣，相應產品存在定制化特征，因此智能礦山信息系統供應商不僅需要掌握相關技術，還要求對產品的復雜應用環境及多樣應用場景擁有深刻理解，進而對技術人員的要求較高。然而由于智能礦山的核心技術工業物聯網技術等在我國起步較晚，專業化復合型人才較為缺乏，這對行業加速發展產生了一定的不利影響。
（3）技術迭代日新月異，需要持續性的高位研發投入
智能礦山涉及到工業物聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術，這些技術具有發展迅猛、迭代快速的特點，革新后的技術往往具有更強的適用性，能夠賦予新產品更好的性能以及更多的功能，這可以為新進入者創造突破行業壁壘的渠道。因此，業內廠商需要持續保持高位的研發投入，緊跟市場動態及行業政策導向，積極運用前沿技術，持續進行產業技術更迭、產品設計升級，以保持市場地位。較高的研發投入雖然可以為企業提供技術競爭優勢，但當行業內出現多個熱點技術發展方向時，高昂的研發投入會限制企業選擇定位，進而影響企業的發展。綜上，不斷高速迭代更新的技術對企業的戰略能力提出了更高的要求。
5、行業進入壁壘
（1）準入壁壘
由于礦用設備的質量關系著煤礦生產人員的生命安全，因而國家對礦用產品設置了嚴格的準入條件，企業進入智能礦山行業需按照國家有關規定取得相應業務資質如防爆證、安標證等，這是企業能夠立足于行業的先決條件，因此企業需要在前期花費較多的資金和時間完成產品開發、認證等相關工作。綜上，進入本行業面臨較高的準入壁壘。
（2）人才壁壘
智能礦山行業涉及工業控制、網絡通信等多領域技術的綜合應用，并且因煤礦工作環境復雜多樣，相應系統產品存在定制化特征，因此智能礦山信息系統供應商不僅需要掌握大量相關專業技術，還需要對產品的復雜應用環境及多樣應用場景擁有深刻理解，因此對技術人員的專業素質要求較高。然而由于智能礦山的核心技術工業物聯網技術等在我國起步較晚，綜合型專業人才較為缺乏，新進企業難以在短期內培養出一批具備技術開發實力并擁有深厚行業實踐經驗儲備的專業技術隊伍。綜上，進入本行業面臨較高的人才壁壘。
（3）技術壁壘
智能礦山行業作為一個涵蓋識別與感知、網絡與通信、數據挖掘與融合等多領域技術的復合型高新技術行業，其研發、生產所需技術含量較高。并且，隨著我國煤礦智能化建設的不斷深入，智能礦山系統開始向自動化、綠色化、智能化方向發展，這意味著業內企業需要將工業物聯網、人工智能、大數據等新一代信息技術更加深入的融合應用于相關的智能礦山信息系統中，才能有效提升系統性能、拓展系統功能，進而持續滿足下游的成長性需求。綜上，進入本行業面臨較高的技術壁壘。
（4）品牌壁壘
由于智能礦山信息化系統對于煤礦生產中人員、財產安全來說極為重要，因此下游客戶對供應商的選擇非常慎重，需要經過長時間的比較和篩選，最后才能確定符合其要求的供應商。并且，出于最大程度上避免安全事故發生的考慮，即使在產品價格存在一定差異的情況下，智能礦山信息化系統的下游客戶也更傾向于選擇業內具有良好品牌聲譽和產品安全質量記錄的領先企業。以上因素對于新進入者而言，培育品牌知名度和維持品牌運營的壓力較大，突破市場已有品牌形成的壁壘需要有更大的投入。綜上，進入本行業面臨較高的品牌壁壘。